ISO 5878:1982/Add 2:1983
(Main)Reference atmospheres for aerospace use — Addendum 2: Air humidity in the Northern Hemisphere
Reference atmospheres for aerospace use — Addendum 2: Air humidity in the Northern Hemisphere
Atmosphères de référence pour l'application aérospatiale — Additif 2: Humidité de l'air dans l'hémisphère Nord
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 5878=1982/ADDENDUM 2
Published 1983-1 I-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEXAYHAPOJJHAR OPTAHM3AuMR IlO CTAH~APTMSA~MM. ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Reference atmospheres for aerospace use
ADDENDUM 2 : Air humidity in the Northern Hemisphere
Addendum 2 to International Standard IS0 5878-1982 was developed by Technical Committee ISO/TC 20, Aircraft and space
vehicles, and was circulated to the member bodies in April 1982.
It has been approved by the member bodies of the following countries:
Australia Egypt, Arab Rep. of South Africa, Rep. of
Austria France Spain
Belgium Germany, F. R Sweden
United Kingdom
Brazil Ireland
Canada Italy USA
China Netherlands USSR
Czechoslovakia Romania
No member body expressed disapproval of the document.
Introduction The moisture content of the atmosphere decreases rapidly with
increasing height, the main mass of water being contained in
the atmospheric boundary layer. On average over the Northern
The moisture content of air is very small, about 4 % by mass
Hemisphere, 60 % of the total water content is in the lowest
being the maximum. Nevertheless it has a strong influence
2 km of the atmosphere, and 99 % in the lowest 10 km.
upon the earth ’s biosphere, on meteorological processes and
also upon the operation of aircraft. A knowledge of the
This International Standard gives values of the humidity at
distribution and variations of this important meteorological
heights up to 10 km above sea level, the region for which
quantity is required for the design and operation of aerospace
reasonably reliable radiosonde data are available.
vehicles.
To satisfy most potential users, the humidity of the atmosphere
is expressed in three measures, namely
Water in the atmosphere is found in three states, as vapour,
liquid and solid. Water vapour is of greatest interest in the
- humidity mixing ratio, r;
present context, although the other states of water are import-
-
vapour pressure (partial pressure), e ’;
ant for aviation, for example as in clouds and fog, with the con-
z
-
*
sequent poor visibility, icing, and so on. - dew-point temperature, t,.
82
m
x
CDU 551.571
Ref. No. IS0 5878=1982/Add. 24983 (El
Descriptors : aerodynamics, atmospheres, standard atmosphere,
meteorological data, computation, humidity.
0 International Organization for Standardization, 1983
Printed in Switzerland Price based on 9 pages
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IS0 58784982/Add. 24983 (E)
The vapour pressure, e ’, in moist air at total re p, and
1 General aspects of the humidity P
with mixing ratio r is defined by the equation
distribution in the atmosphere
r
e’ =
Moisture enters the atmosphere as a result of evaporation from . . .
(2)
621,98 + r ”
oceans, lakes, rivers, vegetation and moist surfaces. The main
sources are the oceans of the tropics, where the high
The u nit of e’ and p is millibars or another pressu re unit, r is
temperature leads to intense evaporation. Air currents then
given in grams kilogram.
Per
transport the moisture to all parts of the globe.
Before dew-point temperature and relative humidity can be
defined, the concept of saturation must be introduced. Moist
In the troposphere the moisture content of the air is largely
air at a given temperature and pressure is said to be saturated if
dependent upon the temperature. For a given temperature,
its mixing ratio, rw, is such that the moist air can exist in neutral
there is a definite maximum quantity of water vapour that can
equilibrium with the associated liquid phase at the same
be held in a given volume. The amount of water vapour re-
temperature and pressure, the surface of separation being
quired to saturate a given volume increases with increasing
temperature. If the amount of water vapour in a given volume plane. An analogous statement applies to saturation with
respect to ice, but this addendum deals only with relationships
remains constant, a change of temperature alters only the
with respect to the liquid phase.
degree of saturation - the relative humidity. During the course
of the year, the moisture content of the atmosphere increases
The saturation vapour pressure with respect to water ek, of
from winter to summer as a result of rising temperatures and
moist air at pressurep and temperature t is defined by the equa-
consequently increase of evaporation rates. The largest annual
tion
variation appears above the continents, where the moisture in-
flux into the atmosphere increases considerably in the summer
Gv
as a result of evaporation from vegetation and water surfaces.
. . .
eh = (3)
621,98 + r,,,, ”
The moistest zone of the Northern Hemisphere lies between
The unit of eh and p is millibars or another pressure unit, rw is
the equator and latitude 10 to 15O N. Very high humidity values
given in grams per kilogram.
occur locally over South America, the north coast of the Indian
Ocean (the Indian subcontinent, Indo-China) and the near- The saturation vapour pressure may be conveniently expressed
equatorial islands of the Pacific Ocean. Very low values of
as a function of the air temperature. The following approxima-
humidity in the Northern Hemisphere occur over Algeria, tion gives satisfactory accuracy for saturation vapour pressure
Jakutija (north-east Siberia, and northern Canada in the winter. over a flat surface for the air temperature
- 2o ”c < t < 3o ”c:
at
2 Definitions and formulae for calculation
. . .
ek = 6,107 x 10 b + t (4)
of humidity characteristics
where a = 7,5 K, b = 237,3 K; if t < 0 OC, then over an ice sur-
The water vapour content of the air can be expressed by a
face a = 9,5 K, b = 265,5 K.
number of physical terms which are related to each other -
humidity mixing ratio, vapour pressure, dew-point tempera-
23 . The dew-point temperature, td, of moist air at pressurep
ture, and others.
and with mixing ratio r is the temperature at which moist air,
saturated with respect to water at the given pressure, has a
It is convenient to use the humidity mixing ratio as the main
saturation mixing ratio, rw, equal to the given mixing ratio, r.
humidity characteristic, since it is the most conservative. It re-
mains invariable during vertical or horizontal air movements
The dew-point temperature may be calculated with reasonable
unless condensation or evaporation occurs, and it determines
accuracy by the use of the equation
uniquely the water vapour content in the air.
2373 x loglo &
I
2.1 The humidity mixing ratio, r, of moist air is the ratio of
. . .
td = (5)
water vapour mass, m,, to the mass of dry air, m,, in the same
7,5 - log,oL
volume. Since in practice m, 4 m,, the humidity mixing ratio is
6,107 0
often reduced by a factor of 103 and is expressed in terms of
grams per kilogram. The equation is
The unit of td is degrees Celsius, e’ is given in millibars.
ml/ 24 . Relative humidity, U, is a percentage of the actual vapour
=-
. . .
r (1)
pressure in the,moist air to the saturated vapour pressure at the
ma
same temperature and pressure. Relative humidity is calculated
by the equation
where m, is expressed in grams and ma in kilograms.
. . .
(6)
2.2 The vapour pressure, or partial pressure of water vapour,
is that part of the total atmospheric pressure which is
e ’,
exerted by water vapour. It is measured in the same units as the where the subscripts indicate that each term is subject to iden-
atmospheric pressure. tical conditions of pressure, p, and temperature, t.
2
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IS0 587801982/Add. 2-4983 E)
height of 8 km should be regarded as approximate because the
3 Humidity models
amount of data here is insufficient. Meridional cross-sections
(see table 2) are based on data from [l-31.
3.1 The humidity distribution at heights up to 10 km in the
atmosphere of the Northern Hemisphere is depicted in four sets
Percentiles of mixing ratio, vapour pressure and dew-point
of tables :
temperatures extremes for stations within the areas of high and
a) the median values of humidity mixing ratio, vapour
low humidity, defined according to [41, and taking into account
pressure and dew-point temperature for latitudes 1Oo, 30” data from [IO], are given in table 3. For the areas of low hu-
50° and 70° N for January, July and the whole year (see midity, the values which are not reached on 1 %, 5 %, 10 %
table 1); and 20 % of occasions are given. For low humidity associated
with very low temperatures, a relative humidity of 90 % was
b) the median values of mixing ratio for January and July
assumed. The dry one-percentile values of humidity for heights
along the O ”, 80’ E, 180° and 80° W meridians (see
up to 8 km, and the five- and ten-percentile values at heights of
table 2);
1 and 2 km were found in January over northern Canada. The
c) the values of humidity mixing ratio, vapour pressure moist one-percentile values at the surface occur in July and
and dew-point temperature exceeded on 20 %, 10 %, 5 %
August around the Persian Gulf, particularly at Abadan, Iran,
and 1 % of occasions in the most humid areas, and the
and the five- and ten-percentile values at the surface were
values not attained on 20 %, 10 %, 5 % and 1 % of occa- found in Honduras (Central America) during August. The moist
sions in the driest areas (see table 3);
extremes for all levels occurred over northern India.
d) the humidity characteristics of the atmosphere above
The mean values of humidity for four stations representative of
two very dry and two very moist stations in the Northern
dry and moist regions of the Northern Hemisphere are given in
Hemisphere (see table 4).
table 4. They are Tamanrasset (North Africa) - January;
Three measures of humidity are given in table 1 and are aver- Zhigansk (East Siberia) - January; Calcutta (India) - July and
Tru k ( Pacific Islands)
aged round each latitude circle for January, July and the whole - January. In this table moisture values
are given for isobaric levels.
year from data given in [I-IO]. The tabulated values above a
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...
NORME INTERNATIONALE ISO 58784982/ADDITIF 2
Publié 1983-l l-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEX~YHAPO~HAR OPTAHM3A~Mfl Il0 CTAH~APTM3A~VIM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Atmosphères de référence pour l’application aérospatiale
ADDITIF 2 : Humidité de l’air dans l’hémisphère Nord
L’Additif 2 à la Norme internationale ISO 5878-1982 a été élaboré par le comité technique ISO/TC 20, Aéronautique et espace, et a été
soumis aux comités membres en avril 1982.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvé:
Afrique du Sud, Rép. d’
Chine Roumanie
Allemagne, R. F. Royaume-Uni
Égypte, Rép. arabe d’
Australie
Espagne Suède
Autriche Tchécoslovaquie
France
Belgique Irlande URSS
Brésil Italie USA
Canada Pays- Bas
Aucun comité membre ne l’a désapprouvé.
0 Introduction sphère Nord, 60 % de la teneur totale en eau se trouvent dans
les 2 km les plus bas de I’atmosphére, et 99 % se trouvent dans
Le taux d’humidité de l’air est tres faible, environ 4 % en masse
les 10 km les plus bas.
au maximum. Néanmoins, il exerce une grande influence sur la
biosphére de la Terre, sur les processus météorologiques ainsi
La présente Norme internationale spécifie des valeurs d’humi-
que sur le fonctionnement de la navigation aérienne. La con-
dité à des altitudes pouvant atteindre 10 km au-dessus du
naissance de la répartition et des variations de cet important
niveau de la mer, zone dans laquelle les données de radio-
paramètre météorologique est nécessaire pour la conception et
sondes raisonnablement sûres sont disponibles.
le fonctionnement des véhicules aérospatiaux.
Dans I’atmosphére, l’eau se présente sous trois états : vapeur, Pour satisfaire le plus grand nombre d’utilisateurs potentiels,
l’humidité de l’atmosphère est exprimée de trois façons, c’est-
liquide et solide. La vapeur d’eau présente le plus d’intérêt dans
le présent contexte, bien que les autres états de l’eau soient a-dire :
également importants pour l’aviation, par exemple dans les
nuages et le brouillard, avec la faible visibilité, le givrage et
-
rapport de mélange d’humidité, r;
autres inconvénients qui en résultent.
-
pression de vapeur (pression partielle), .e’;
Le taux d’humidité de I’atmosphére décroît rapidement avec
l’altitude, les plus fortes masses d’eau étant contenues dans les
î
- -
température du point de rosée, t,.
couches limites de I’atmosphére. En moyenne, dans I’hémi-
g
N
.
:
CDU 551.571 Réf. no ISO 58784982/Add. 24983 (F)
a
Descripteurs : aérodynamique, atmosphére, atmosphère normalisée, donnée météorologique, calcul, humidité.
@ Organisation internationale de normalisation, 1983 0
Imprimé en Suisse Prix basé sur 9 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 58784982/Add. 24983 (F)
22 . La pression de vapeur, ou pression partielle de vapeur
1 Considérations générales concernant la
d’eau, e’, est la partie de la pression atmosphérique totale exer-
répartition de l’humidité dans l’atmosphère
cée par la vapeur d’eau. Elle est exprimée dans les mêmes uni-
tés que la pression atmosphérique.
L’humidité pénètre dans l’atmosphère par suite de l’évaporation
des océans, des lacs, des rivières, de la végétation et des surfa-
La pression de vapeur, e’, dans l’air humide, à la pression totale
ces humides. Les principales sources sont les océans des tropi-
p et avec le rapport de mélange d’humidité r, est définie par
où la température élevée entraîne une évaporation
ques,
l’équation
intense. Les courants d’air transportent ensuite l’humidité sur
toutes les parties du globe.
r
e’ =
. . .
(2)
621'98 + r ”
Dans la troposphère, le taux d’humidité de l’air dépend dans
une grande mesure de la température. Pour une température
où e’ et p sont exprimés en millibars ou en une autre unité de
donnée, on définit une quantité maximale de vapeur d’eau pou-
pression, r est exprimé en grammes par kilogramme.
vant tenir dans un volume donné. La quantité de vapeur d’eau
requise pour saturer un volume donné augmente avec la tempé-
Avant de définir la température du point de rosée et l’humidité
rature. Si la quantité de vapeur d’eau dans un volume donné
relative, il convient d’introduire le concept de saturation. L’air
reste constante, une modification de la température a une
humide à une température et à une pression données est dit
influence seulement sur le degré de saturation ou d’humidité
«saturé)) si le rapport de mélange d’humidité, r,,,,, est tel que
relative. Tout au long de l’année, le taux d’humidité de I’atmo-
l’air humide peut exister en équilibre neutre avec la phase
sphère augmente de l’hiver à l’été par suite de l’augmentation
liquide associée à la même température et à la même pression,
des températures, qui entraîne une augmentation des vitesses
la surface de séparation étant plane. Une concentration analo-
d’évaporation. Les plus grandes variations annuelles se produi-
gue peut être faite en ce qui concerne la glace, mais le présent
sent au-dessus des continents, où l’apparition d’humidité dans
additif ne traite que des relations avec la phase liquide.
l’atmosphère augmente considérablement en été par suite de
l’évaporation de la végétation et des surfaces d’eau.
La pression de vapeur saturée par rapport à l’eau, ek, de l’air
humide à la pression p et à la température t est définie par
La zone la plus humide de l’hémisphère Nord se situe entre
l’équation
l’équateur et la latitude 10 à 15O N. Des valeurs très élevées
d’humidité apparaissent localement au-dessus de l’Amérique
GV
. . .
du Sud, de la côte nord de l’océan Indien (subcontinent indien, eh = (3)
621’98 + rw ”
Indochine) et des îles proches de l’équateur dans l’océan Pacifi-
que. Des valeurs très faibles d’humidité apparaissent dans
p sont exprimés en millibars ou en une autre unité de
où ek et
l’hémisphère Nord au-dessus de l’Algérie, de la Yakoutie (nord-
pression, r,,,, est exprimé en grammes par kilogramme.
est de la Sibérie) et du nord du Canada en hiver.
La pression de vapeur saturée peut être convenablement expri-
mée en fonction de la température de l’air. L’approximation sui-
2 Définitions et formules de calcul des vante donne une précision satisfaisante pour une pression de
vapeur saturée au-dessus d’une surface plane avec une tempé-
caractéristiques de l’humidité
rature de l’air, t, supérieure à - 20 OC et inférieure à 30 OC:
La teneur en vapeur d’eau de l’air peut être exprimée par un cer-
at
tain nombre de paramètres physiques, qui sont fonction les uns
des autres : rapport de mélange d’humidité, pression de . . .
ek = 6,107 x lOb+ t (4)
vapeur, température du point de rosée, etc.
où a = 7’5 K et b = 237’3 K; si t < 0 OC, on a alors, au-dessus
d’une surface de glace, a = 9’5 K et b = 265’5 K.
II est commode d’utiliser le rapport de mélange d’humidité
comme caractéristique principale de l’humidité car il est le plus
utilisé dans la pratique. II reste constant pendant les mouve-
2.3 La température du point de rosée, fd, de l’air humide à la
ments verticaux ou horizontaux de l’air, à moins qu’une con-
pression p et avec le rapport de mélange d’humidité r est la
densation ou une évaporation se produise, et il représente uni-
température à laquelle l’air humide, saturé par rapport à l’eau à
quement la teneur en vapeur d’eau de l’air.
la pression donnée, a un rapport de mélange de saturation, r,,,,,
égal au rapport de mélange d’humidité donné, r.
2.1 Le rapport de mélange d’humidité, r, de l’air humide est
La température du point de rosée peut être calculée avec une
le rapport de la masse de vapeur d’eau, m,, à la masse de l’air
précision raisonnable, en utilisant l’équation
sec, m,, dans le même volume. Comme, en pratique, m, est
très inférieur à m,, ce rapport est souvent multiplié par 103 et
est exprimé en grammes par kilogramme. L’équation est
2373 x loglo &
’ 1-.
t, = . . .
(5)
4
=
r -
. . .
(1)
7’5 - loglo&
ma I
où m, est exprimé en grammes et ???, est exprimé en milli-
exprimé en kilogram- où t, est exprimé en degrés Celsius et e’ est
mes. bars.
2
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ISO 587801982/Add. 2-1983 (FI
Trois paramètres d’humidité moyens sont donnés dans le
2.4 L’humidité relative, U, est un pourcentage de la pression
tableau 1 pour les latitudes 10°, 30°, 50° et 70” en janvier, juil-
de vapeur réelle dans l’air humide par rapport à la pression de
vapeur saturée à la même température et à la même pression. let et tout au long de l’année, à partir des données des manuels
[ 1 à 101. Les valeurs calculees au-delà de 8 km d’altitude doi-
L’humidité relative est calculée à l’aide de l’équation
vent être‘considérées comme étant des valeurs approximatives
parce que le nombre des données disponibles est insuffisant.
. . . (6)
Les valeurs suivant les méridiens (voir tableau 2) sont basées
sur les données des manuels [l à 31.
chaque terme est considéré dans
où les indices signifient que
pression, p, et de température, t.
des conditions identiques de
Les pourcentages du rapport de mélange d’humidité, de la
pression de vapeur et de la température du point de rosée extrê-
mes pour des stations situées dans les zones de forte et de fai-
3 Modèles d’humidité
ble humidités, définis conformément au manuel 141 et en pre-
nant en considération les données du manuel ElOl, sont donnés
3.1 La répartition de l’humidité à des altitudes atteignant dans le tableau 3. Pour les zones de faible humidité, les valeurs
10 km dans I’atmosphére de I’hémisphére Nord est décrite dans
qui ne sont pas atteintes dans 1 %, 5 %, 10 % et 20 % des cas
une série de quatre tableaux : sont donnees. Pour les faibles humidités associées a de très fai-
bles températures, une humidité relative de 90 % a été suppo-
a) valeurs moyennes du rapport de mélange d’humidité,
sée. Dans les zones séches, les valeurs pour 1 % d’humidité à
de la pression de vapeur et de la température du point de
des altitudes pouvant atteindre 8 km et les valeurs pour 5 % et
rosée aux latitudes 10°, 30°, 50° et 70° N, en janvier, juillet
10 % d’humidité a des altitudes de 1 et 2 km ont été obtenues
et tout au long de l’année (voir tableau 1);
en janvier dans le nord du Canada. Dans les zones humides, les
valeurs pour 1 % ont éte obtenues autour du golfe Persique, en
b) valeurs moyennes du rapport de mélange d’humidite en
particulier à Abadan en Iran, et les valeurs pour 5 % et 10 %
janvier et juillet le long des méridiens Oo, 80° E, 180° et
ont été obtenues au Honduras (Amérique centrale) en août.
80° 0 (voir tableau 2);
Les humidités extrêmes à toutes les altitudes ont été obtenues
c) valeurs du rapport de mélange d’humidité, de la pres-
dans le nord de l’Inde.
sion de vapeur et de la température du point de rosee dépas-
sées dans 20 %, 10 %, 5 % et 1 % des cas dans les zones
Les valeurs moyennes d’humidité pour quatre stations repré-
les plus humides, et valeurs non atteintes dans 20 %, 10 %,
sentatives de zones séches et humides de I’hémisphére Nord
...
NORME INTERNATIONALE ISO 58784982/ADDITIF 2
Publié 1983-l l-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEX~YHAPO~HAR OPTAHM3A~Mfl Il0 CTAH~APTM3A~VIM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Atmosphères de référence pour l’application aérospatiale
ADDITIF 2 : Humidité de l’air dans l’hémisphère Nord
L’Additif 2 à la Norme internationale ISO 5878-1982 a été élaboré par le comité technique ISO/TC 20, Aéronautique et espace, et a été
soumis aux comités membres en avril 1982.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvé:
Afrique du Sud, Rép. d’
Chine Roumanie
Allemagne, R. F. Royaume-Uni
Égypte, Rép. arabe d’
Australie
Espagne Suède
Autriche Tchécoslovaquie
France
Belgique Irlande URSS
Brésil Italie USA
Canada Pays- Bas
Aucun comité membre ne l’a désapprouvé.
0 Introduction sphère Nord, 60 % de la teneur totale en eau se trouvent dans
les 2 km les plus bas de I’atmosphére, et 99 % se trouvent dans
Le taux d’humidité de l’air est tres faible, environ 4 % en masse
les 10 km les plus bas.
au maximum. Néanmoins, il exerce une grande influence sur la
biosphére de la Terre, sur les processus météorologiques ainsi
La présente Norme internationale spécifie des valeurs d’humi-
que sur le fonctionnement de la navigation aérienne. La con-
dité à des altitudes pouvant atteindre 10 km au-dessus du
naissance de la répartition et des variations de cet important
niveau de la mer, zone dans laquelle les données de radio-
paramètre météorologique est nécessaire pour la conception et
sondes raisonnablement sûres sont disponibles.
le fonctionnement des véhicules aérospatiaux.
Dans I’atmosphére, l’eau se présente sous trois états : vapeur, Pour satisfaire le plus grand nombre d’utilisateurs potentiels,
l’humidité de l’atmosphère est exprimée de trois façons, c’est-
liquide et solide. La vapeur d’eau présente le plus d’intérêt dans
le présent contexte, bien que les autres états de l’eau soient a-dire :
également importants pour l’aviation, par exemple dans les
nuages et le brouillard, avec la faible visibilité, le givrage et
-
rapport de mélange d’humidité, r;
autres inconvénients qui en résultent.
-
pression de vapeur (pression partielle), .e’;
Le taux d’humidité de I’atmosphére décroît rapidement avec
l’altitude, les plus fortes masses d’eau étant contenues dans les
î
- -
température du point de rosée, t,.
couches limites de I’atmosphére. En moyenne, dans I’hémi-
g
N
.
:
CDU 551.571 Réf. no ISO 58784982/Add. 24983 (F)
a
Descripteurs : aérodynamique, atmosphére, atmosphère normalisée, donnée météorologique, calcul, humidité.
@ Organisation internationale de normalisation, 1983 0
Imprimé en Suisse Prix basé sur 9 pages
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ISO 58784982/Add. 24983 (F)
22 . La pression de vapeur, ou pression partielle de vapeur
1 Considérations générales concernant la
d’eau, e’, est la partie de la pression atmosphérique totale exer-
répartition de l’humidité dans l’atmosphère
cée par la vapeur d’eau. Elle est exprimée dans les mêmes uni-
tés que la pression atmosphérique.
L’humidité pénètre dans l’atmosphère par suite de l’évaporation
des océans, des lacs, des rivières, de la végétation et des surfa-
La pression de vapeur, e’, dans l’air humide, à la pression totale
ces humides. Les principales sources sont les océans des tropi-
p et avec le rapport de mélange d’humidité r, est définie par
où la température élevée entraîne une évaporation
ques,
l’équation
intense. Les courants d’air transportent ensuite l’humidité sur
toutes les parties du globe.
r
e’ =
. . .
(2)
621'98 + r ”
Dans la troposphère, le taux d’humidité de l’air dépend dans
une grande mesure de la température. Pour une température
où e’ et p sont exprimés en millibars ou en une autre unité de
donnée, on définit une quantité maximale de vapeur d’eau pou-
pression, r est exprimé en grammes par kilogramme.
vant tenir dans un volume donné. La quantité de vapeur d’eau
requise pour saturer un volume donné augmente avec la tempé-
Avant de définir la température du point de rosée et l’humidité
rature. Si la quantité de vapeur d’eau dans un volume donné
relative, il convient d’introduire le concept de saturation. L’air
reste constante, une modification de la température a une
humide à une température et à une pression données est dit
influence seulement sur le degré de saturation ou d’humidité
«saturé)) si le rapport de mélange d’humidité, r,,,,, est tel que
relative. Tout au long de l’année, le taux d’humidité de I’atmo-
l’air humide peut exister en équilibre neutre avec la phase
sphère augmente de l’hiver à l’été par suite de l’augmentation
liquide associée à la même température et à la même pression,
des températures, qui entraîne une augmentation des vitesses
la surface de séparation étant plane. Une concentration analo-
d’évaporation. Les plus grandes variations annuelles se produi-
gue peut être faite en ce qui concerne la glace, mais le présent
sent au-dessus des continents, où l’apparition d’humidité dans
additif ne traite que des relations avec la phase liquide.
l’atmosphère augmente considérablement en été par suite de
l’évaporation de la végétation et des surfaces d’eau.
La pression de vapeur saturée par rapport à l’eau, ek, de l’air
humide à la pression p et à la température t est définie par
La zone la plus humide de l’hémisphère Nord se situe entre
l’équation
l’équateur et la latitude 10 à 15O N. Des valeurs très élevées
d’humidité apparaissent localement au-dessus de l’Amérique
GV
. . .
du Sud, de la côte nord de l’océan Indien (subcontinent indien, eh = (3)
621’98 + rw ”
Indochine) et des îles proches de l’équateur dans l’océan Pacifi-
que. Des valeurs très faibles d’humidité apparaissent dans
p sont exprimés en millibars ou en une autre unité de
où ek et
l’hémisphère Nord au-dessus de l’Algérie, de la Yakoutie (nord-
pression, r,,,, est exprimé en grammes par kilogramme.
est de la Sibérie) et du nord du Canada en hiver.
La pression de vapeur saturée peut être convenablement expri-
mée en fonction de la température de l’air. L’approximation sui-
2 Définitions et formules de calcul des vante donne une précision satisfaisante pour une pression de
vapeur saturée au-dessus d’une surface plane avec une tempé-
caractéristiques de l’humidité
rature de l’air, t, supérieure à - 20 OC et inférieure à 30 OC:
La teneur en vapeur d’eau de l’air peut être exprimée par un cer-
at
tain nombre de paramètres physiques, qui sont fonction les uns
des autres : rapport de mélange d’humidité, pression de . . .
ek = 6,107 x lOb+ t (4)
vapeur, température du point de rosée, etc.
où a = 7’5 K et b = 237’3 K; si t < 0 OC, on a alors, au-dessus
d’une surface de glace, a = 9’5 K et b = 265’5 K.
II est commode d’utiliser le rapport de mélange d’humidité
comme caractéristique principale de l’humidité car il est le plus
utilisé dans la pratique. II reste constant pendant les mouve-
2.3 La température du point de rosée, fd, de l’air humide à la
ments verticaux ou horizontaux de l’air, à moins qu’une con-
pression p et avec le rapport de mélange d’humidité r est la
densation ou une évaporation se produise, et il représente uni-
température à laquelle l’air humide, saturé par rapport à l’eau à
quement la teneur en vapeur d’eau de l’air.
la pression donnée, a un rapport de mélange de saturation, r,,,,,
égal au rapport de mélange d’humidité donné, r.
2.1 Le rapport de mélange d’humidité, r, de l’air humide est
La température du point de rosée peut être calculée avec une
le rapport de la masse de vapeur d’eau, m,, à la masse de l’air
précision raisonnable, en utilisant l’équation
sec, m,, dans le même volume. Comme, en pratique, m, est
très inférieur à m,, ce rapport est souvent multiplié par 103 et
est exprimé en grammes par kilogramme. L’équation est
2373 x loglo &
’ 1-.
t, = . . .
(5)
4
=
r -
. . .
(1)
7’5 - loglo&
ma I
où m, est exprimé en grammes et ???, est exprimé en milli-
exprimé en kilogram- où t, est exprimé en degrés Celsius et e’ est
mes. bars.
2
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ISO 587801982/Add. 2-1983 (FI
Trois paramètres d’humidité moyens sont donnés dans le
2.4 L’humidité relative, U, est un pourcentage de la pression
tableau 1 pour les latitudes 10°, 30°, 50° et 70” en janvier, juil-
de vapeur réelle dans l’air humide par rapport à la pression de
vapeur saturée à la même température et à la même pression. let et tout au long de l’année, à partir des données des manuels
[ 1 à 101. Les valeurs calculees au-delà de 8 km d’altitude doi-
L’humidité relative est calculée à l’aide de l’équation
vent être‘considérées comme étant des valeurs approximatives
parce que le nombre des données disponibles est insuffisant.
. . . (6)
Les valeurs suivant les méridiens (voir tableau 2) sont basées
sur les données des manuels [l à 31.
chaque terme est considéré dans
où les indices signifient que
pression, p, et de température, t.
des conditions identiques de
Les pourcentages du rapport de mélange d’humidité, de la
pression de vapeur et de la température du point de rosée extrê-
mes pour des stations situées dans les zones de forte et de fai-
3 Modèles d’humidité
ble humidités, définis conformément au manuel 141 et en pre-
nant en considération les données du manuel ElOl, sont donnés
3.1 La répartition de l’humidité à des altitudes atteignant dans le tableau 3. Pour les zones de faible humidité, les valeurs
10 km dans I’atmosphére de I’hémisphére Nord est décrite dans
qui ne sont pas atteintes dans 1 %, 5 %, 10 % et 20 % des cas
une série de quatre tableaux : sont donnees. Pour les faibles humidités associées a de très fai-
bles températures, une humidité relative de 90 % a été suppo-
a) valeurs moyennes du rapport de mélange d’humidité,
sée. Dans les zones séches, les valeurs pour 1 % d’humidité à
de la pression de vapeur et de la température du point de
des altitudes pouvant atteindre 8 km et les valeurs pour 5 % et
rosée aux latitudes 10°, 30°, 50° et 70° N, en janvier, juillet
10 % d’humidité a des altitudes de 1 et 2 km ont été obtenues
et tout au long de l’année (voir tableau 1);
en janvier dans le nord du Canada. Dans les zones humides, les
valeurs pour 1 % ont éte obtenues autour du golfe Persique, en
b) valeurs moyennes du rapport de mélange d’humidite en
particulier à Abadan en Iran, et les valeurs pour 5 % et 10 %
janvier et juillet le long des méridiens Oo, 80° E, 180° et
ont été obtenues au Honduras (Amérique centrale) en août.
80° 0 (voir tableau 2);
Les humidités extrêmes à toutes les altitudes ont été obtenues
c) valeurs du rapport de mélange d’humidité, de la pres-
dans le nord de l’Inde.
sion de vapeur et de la température du point de rosee dépas-
sées dans 20 %, 10 %, 5 % et 1 % des cas dans les zones
Les valeurs moyennes d’humidité pour quatre stations repré-
les plus humides, et valeurs non atteintes dans 20 %, 10 %,
sentatives de zones séches et humides de I’hémisphére Nord
...
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